Güneş Altında Beyaz mı Giymek Gerekir, Siyah mı?

Yaz sıcağında beyaz giymenin avantajlı olduğu yaygın olarak bilinir. Çünkü "beyaz" dediğimiz şey, ışığın bütün dalga boylarının yansıtılması sonucu oluşan renktir (daha doğrusu beynimiz, bütün dalga boylarını aynı anda alması hâlinde bu sinyali "beyaz" olarak yorumlar). Eğer beyaz renkli cisimler üzerlerine düşen bütün ışığı yansıtıyorsa, o zaman elektromanyetik spektrumun daha geniş bir aralığını bizden uzak tutuyorlar demektir. O zaman Güneş altına çıktığımız sıcak havalarda beyaz giyersek, daha kolay serinleriz. Öyle değil mi?

Siyah Giymek Daha Avantajlı Olabilir mi?

Bir grup diğer insana göre cevap, "hayır".^{[1], [2]} Kuzey Afrika çöllerinde yaşayan Bedeviler'i düşünün. Eğer beyaz renk avantajlı olsaydı, "çölde yaşayanlar" anlamına gelen Bedeviler çoğunlukla siyah giyerler miydi? Benzer şekilde, onların güttüğü keçiler neden siyah kıllı olacak biçimde evrimleşmiş olsun? Bu o kadar ilginç bir soru ki 1980 yılında Nature dergisinde bu konuda "Sıcak Çöllerde Yaşayan Bedeviler Neden Siyah Cübbeler Giyiyor?" başlıklı bir makale bile yayınlandı!^[3]

Siyah giymeyle ilgili temel argüman şu: Beyaz Güneş'ten gelen ışığı geri yansıtır, evet; ancak yaz sıcaklarında "sıcak" hissetmemize neden olan tek şey Güneş'ten gelen ışınlar değildir. Aynı zamanda bedenimiz de sürekli ısı saçar. Eğer sıcak günlerde derdiniz serinlemekse, sadece Güneş'ten gelen ısıyı değil, bedeninizden saçılan ısıyı da düşünmek zorundasınız.

Bir battaniyeyi düşünün: Battaniyenin altına girdiğinizde sizi ısıtan şey, battaniyenin kendisinin sıcaklığı değildir. Battaniye, vücudunuz ile battaniye arasındaki havanın odadaki diğer havadan izole olmasına neden olur. Böylece bedeninizin saçtığı ısı, o sıkışan havayı ısıtır ve siz de ısındığınızı hissedersiniz. Yoksa battaniyenin kendisi, size herhangi bir ısı vermez (eğer elektrikli bir battaniye değilse).

İşte beyaz giymenin sorunu bu: Beyaz Güneş'ten geleni ışınları dışarı daha çok yansıtır ama, vücudunuzdan saçılan ısıyı da size daha fazla yansıtır. Eğer bunun "sıcaklık hissine" etkisi daha fazla ise, Güneş'ten gelen ışınları geri yansıtmak yerine bedenimizden saçılan ısıyı emecek bir renge ihtiyacımız var demektir. Bu da siyah rengin tanımıdır: Siyah, üzerine düşen tüm renkleri emen cisimlerin rengidir.

Tabii burada ufak ama önemli bir detay, o emilen ısının gideceği yerdir: Eğer siyah giysileriniz çok dar ve vücudunuzu saran nitelikteyse, hem Güneş'ten gelen hem de vücudunuzdan saçılan ısıyı emerek ısınan siyah giysiler, sizin daha da sıcak hissetmenize neden olacaktır. Bu nedenle, siyah giysilerin avantajından faydalanmak için, Güneş altında siyah giydiğinizde bol giysiler giymeniz gerekir. Ortamda hafif bir meltem de olması hâlinde vücudunuz ile giysi arasında sıkışan hava kolaylıkla yer değiştirecektir ve siyah giysinizin sizden gelen ısıyı etkili bir şekilde dağıtmasına yardımcı olacaktır.

Gerçekten de daha önceden yapılan daha önceden yapılan çalışmalar, beyaz yünlü inekler ile beyaz tüylü güvercinlerin bedenine ulaşan kısa dalgalı radyasyon miktarının, siyah yünlü ve siyah tüylü bireylere göre daha fazla olduğunu, yani beyaz renkli hayvanların vücutlarının daha kolay ısındığını göstermektedir.^{[4], [5], [6]}

Kızılötesi Analiz

Eğer işin daha da derinine inmek isterseniz, siyah giysilerin daha çok gerçekten beyaz giysilere kıyasla ısıyı daha çok emip emmediğini, dolayısıyla daha çok ısınıp ısınmadığını sorgulayabilirsiniz. Bunu yapmak için bir kızılötesi kamera kullanmak mümkündür.

Bunu anlamak için, şunu anlamak gerekir: Her cisim elektromanyetik ışıma yoluyla ışık saçar. Siz de şu anda bu yazıyı okurken etrafa ışık saçmaktasınız. Ancak bu ışık (üzerinizden yansıyanlar haricinde) görünür dalga boylarında değildir, çoğunluğu kızılötesi dalgaboylarındadır ve dolayısıyla dışarıdan bakan biri sizi farklı renklerde ışık saçan bir birey olarak görmez. Öte yandan bir metal aşırı ısınıp akkor hâle geçtiğinde, görünür dalga boylarında ışık saçmaya başlar ve bu nedenle kızıl-beyaz bir renge bürünür (Edison lambaların yanma prensibi de budur). Ancak bir kızılötesi kamera, bizim saçtığımız ışınları bile tespit edebilir.

Siyah, Daha Çok Isı Emer!

Saçtığınız radyasyon, sıcaklık ile büyük oranda ilişkilidir. Dolayısıyla bir kızılötesi kamera kullanarak, cismin sıcaklığı hakkında fikir edinebiliriz.^[7] Bunu yapmak için, aşağıdaki fotoğraftaki giysileri kullanabiliriz:

Rhett Allain

Eğer bu giysilere kızılötesi kamerayla bakacak olursanız, aşağıdaki gibi görürdünüz. Elbette kızılötesi gerçekte böyle gözükmez. Kızılötesi kameralar, kızılötesi ışınları gözle görünür dalgaboylarındaki renklerle (mor, kırmızı, sarı, vs.) eşleyerek renklendirirler. Ama o renkler arasındaki farklar, kızılötesi radyasyon frekanslarındaki farklarla birebir örtüşür ve bu sayede bize bilgi verir. Bunu yaptığımızda, ortaya böyle bir görüntü çıkar:

Rhett Allain

İşte bu görüntüye bakarak, giysilerin sıcaklıklarını ölçebiliriz. Burada aslında ufak bir sorun var ama buna az sonra geleceğiz; şimdilik doğrudan sıcaklığı ölçebileceğimizi varsayarak devam edelim. Fotoğrafta en sağdaki siyah tişörtün sıcaklığı 55 santigrat derecedir. En soldaki beyaz tişörtün sıcaklığı ise 44.3 santigrat derecedir. Eğer sadece bu sayılara bakacak olursanız, elbette siyah tişörtün daha sıcak olduğunu söyleyebilirsiniz.

Ama bu şaşırtıcı değildir. Hatta kendiniz de deneyebilirsiniz: Eğer Güneş altına siyah bir kağıt ve beyaz bir kağıt bırakacak olursanız, 15 dakika sonra değdiğinizde siyah kağıdın beyaza göre çok daha sıcak olduğunu görebilirsiniz.

Beyaz, Siyahtan Daha Çok Termal Radyasyon Yansıtır mı?

Elbette bu durum, ikinci kısım için de doğrudur: Beyaz renk, termal radyasyonu yansıtarak vücudunuzdan saçılan termal radyasyonu size geri yansıtır. Ama bunu, siyah tişörte göre daha çok yapar mı? Asıl sorumuz budur.

Bunu yapmak için, ikinci bir test yapabiliriz. Farklı tişörtlerin kızılötesi ışınları yansıtma miktarını ölçmek için, sıcak olan ama çok sıcak olmayan bir ütü kullanabiliriz. Ütü, bizim kızılötesi kaynağımız olarak davranacaktır. Bunu, kameranın görüş alanının dışına koyarak, kameranın görüş alanındaki nesnelere kızılötesi ışınlar gönderebiliriz. Böylece kızılötesi ışınları nasıl yansıttıklarını görebiliriz.

Önce beyaz bir fayansı deneyelim. Bu malzeme, sınıflardaki beyaz tahtaların yapımında kullanılan ile aynıdır. Buna, ütümüzü kullanarak kızılötesi ışınlar gönderdiğimizde, bu şekilde yansıtır:

Rhett Allain

Elbette burada gördüğünüz kompozit (bileşke) bir fotoğraftır. Bu deney için kullandığımız FLIR One marka kızılötesi kamera, hem görünür dalga boyundaki hem de kızılötesi dalga boyunda çekim yapabilmektedir. Bu sayede üst tarafta görünür dalga boyunda ("gerçekte") nasıl göründüğünü gösteriyoruz, alt tarafta ise kızılötesi dalga boylarında...

Burada önemli olan, plakanın ortasındaki parlaklıktır. Bu parlama, ütünün saçtığı kızılötesi ışınların plaka üzerinden yansıması ve kamera tarafından yakalanması sonucu oluşmaktadır. Ütüyü de görmek isterseniz, o da bu şekilde gözükmektedir:

Rhett Allain

Örneğin bu fotoğrafta, fotoğrafın alt kısmındaki parlama da ütünün yer parkesinden yansımasından kaynaklanmaktadır. Şimdi, gelelim beyaz tişörte:

Rhett Allain

Az önceki plakanın aksine, hiçbir ek parlama görmemekteyiz. Bir de siyah tişörte bakalım:

Rhett Allain

Aralarında neredeyse hiçbir fark gözükmemektedir. Siyah da beyaz gibi anlamlı bir kızılötesi yansıtmasına sahip değildir.

Bu, ilginç bir sonuçtur; çünkü iki tişört insan gözüne tamamen farklı renklerde gözükmesine rağmen, kızılötesi kamera için neredeyse farksız iki nesnedir. Bu, başta söylediğimiz beyaz giymenin dezavantajını ortadan kaldırıyor gibi gözükmektedir, çünkü görünen o ki beyaz, kızılötesi ışınları yansıtmak konusunda siyahtan daha kötü değildir. Bu açıdan baktığımızda, siyahın beyaza karşı avantajı kayboluyor gibi gözükmektedir.

Uzay Battaniyeleri ve Su Dökülmüş Tişört

Eğer kızılötesi ışınları gerçekten yansıtan bir yüzeyin neye benzeyeceğini merak ediyorsanız, uzay battaniyesi olarak da bilinen ve acil durum teknisyenlerinin hastalar üzerine örttüğü battaniyelere bakabiliriz. Benzer şekilde, bir nesne üzerinde suyun var olup olmadığı da kızılötesi yansıtıcılığını etkilemektedir. Aşağıda hem üzerine su dökülmüş bir tişörtü hem de sağ tarafta uzay battaniyelerinde de kullanılan mylar malzemesinden üretilen bir parçayı görebilirsiniz:

Rhett Allain

Tişört üzerindeki siyah bölge, üzerine azıcık su dökülmüş tişört bölgesidir. Suyun yüzeyindeki damlacıklar, sıvı fazdan gaz fazına geçerken etrafından enerji alır. Bu enerjinin çoğu, alt tabakadaki sudan gelir ve o kısmın sıcaklığının düşmesine neden olur. Zaten terleyerek ısı kaybetmemiz de bundandır: Terimiz buharlaşırken alt tabakalardan ve nihayetinde derimizden ısı alır ve bizim serinlememizi sağlar. Bu ısı kaybeden kısımlar, kamerada siyah gözükür.

Fotoğrafın sağ tarafındaki mylar da ilginçtir: Diğer kısımlardan farklı gözükür, çünkü hem görünür ışığı hem de kızılötesi radyasyonu fazlasıyla yansıtmaktadır. Bu kadar fazla ışıma varken, mylar'ın sıcaklığını ölçmek de zor olmaktadır. Çünkü kızılötesi kamerayla gördüğümüz yansıtılan ışıktır, saçılan ışık değil.

Kızılötesi Kamera Problemi: Yayılma vs. Yansıma

İşte bu noktada, karşımıza kızılötesi kameralarla ilgili temel bir problem çıkar: Kızıl ötesi kameralarla baktığınız nesnelerin her birinin farklı yayınımı (İng: "emissivity") vardır. Yayınım, bir nesnenin termal radyasyon yayma becerisinin bir ölçüsüdür. Bu değer, 0 ile 1 arasında bir sayıdır: Eğer bir nesne sadece kızılötesi radyasyon yayıyorsa ve üzerine düşen radyasyonu hiç yansıtmıyorsa, yayınım değeri 1 olacaktır. Sadece kızılötesi ışığı yansıtan ama kendisi hiç yaymayan bir nesnenin yayınımı 0 olacaktır.

Hem siyah hem de beyaz tişörtlerin yayınım değeri 1'e çok yakındır. Yani kızılötesi radyasyonu neredeyse hiç yansıtmazlar. Öte yandan mylar malzemeden yapılan battaniyelerin yayınım değeri 0'a çok yakındır, çünkü üzerine düşen kızılötesi ışınların çoğunu yansıtır.

Bu da sorumuza cevap olmaktadır: Birçok durumda beyaz giysilerle siyah giysiler kızılötesi spektrumunda birebir aynı gözükürler; çünkü her ikisi de birbirine yakın miktarda termal radyasyon yansıtırlar. Dolayısıyla kızılötesi skala konusunda bir fark yaratmayan; ancak görünür dalgaboylarını daha çok yansıtan beyaz renkli giysiler giymek genellikle daha iyi bir tercihtir.

Siyah Giymenin Avantajlı Olduğu Durumlar

Başta da söylediğimiz gibi sıcaklık hissimizi etkileyen tek unsur Güneş'ten gelen ışınlar değildir: Bedenimizden yayılan ısı, ortamın nem oranı, rüzgâr miktarı, kumaşın dokusu, kumaş kalınlığı, kişisel karakteristikler (terleme yatkınlığı, vs.) gibi birçok faktör, bu hissi doğrudan etkileyebilir.

Siyah giysiler giymenin avantajlı olduğu bir durum, siyahın baca etkisi yaratma ihtimalidir.^[8] Buna göre siyah giysiler, vücutla giysi arasındaki havaya ısıtır ve ısınan havanın yükselmesine neden olarak, tıpkı bir baca gibi vücudu terk etmesini sağlar. Bu hava akımı, bireyin serinlemesine yardımcı olur. Tabii ki bunun çalışabilmesi için giysi ile deri arasında bir boşluk olmalıdır. Bedeviler'in siyah giysilerinin aynı zamanda bol olmasının nedeni budur. Eğer siz de bol giysiler giymeyi seviyorsanız, siyah sizin için daha uygun bir renk olabilir. Aksi takdirde siyah kumaş fazlasıyla ısınacak ve vücudunuzun da ısınmasına neden olarak sıcak hissetmenize sebep olacaktır.

Özellikle de havayı hareket ettirecek hafif bir meltemin olduğu durumlarda bol ve siyah giysiler giymek, dar ve beyaz giysiler girmeye nazaran daha avantajlı olabilmektedir.^[1]

Nature

Çıplak Gezmek En İyisi Değil mi?

Burada akla takılan bir diğer ihtimal, neden bir renk seçmek zorunda olduğumuzdur: Çıplak gezmek en iyisi değil mi?

Çıplaklığa yönelik tabular bir yana, aslında bu en iyi strateji değil gibi gözükmektedir. Çünkü eğer kanser olmak istemiyorsanız, Güneş altına çıktığınız zaman Güneş kremi kullanmanız gerekecektir. Ne var ki Güneş kremleri, deriyi örterek terleme sürecini yavaşlatmaktadır, bu da serinlik hissini düşürmektedir. Dolayısıyla bir miktar giysi ile Güneş'ten gelen tehlikeli radyoaktif ışınları kesmek ve bu sırada vücudunuza ulaşan ısıyı azaltmak iyi bir tercih olacaktır.

Sonuç

Sonuç olarak, Güneş altındayken daha serin hissetmek için evrensel olarak başarılı bir renk yok gibi gözükmektedir. Sayısız faktör, bu hissi etkilemektedir ve "siyah" ve "beyaz" tercihleri ardında da sanılandan daha derin bir fizik yatmaktadır.

İllâ evrensel bir kural söylememizi isterseniz, genel bir kural olarak, dar giysiler giymeyi seviyorsanız beyazın iyi bir tercih olabileceğidir. Bol giysiler giymeyi sevenler içinse siyah daha iyi bir renk gibi gözükmektedir.^[9] Ancak Güneş kremi kullandığınız müddetçe, olabildiğince az giysi giymek en iyisi fakat hiç giysi giymemek en optimal strateji değildir.^[10]